[發明專利]干式離合器摩擦轉矩實時監測和控制方法

有效

• 申請號: 201610221787.3
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105782270B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 席軍強;林曉華;胡宇輝;劉海鷗
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F16D13/58
• 分類號: F16D13/58;G01M13/02
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王濤;彭霜

本發明涉及一種干式離合器摩擦轉矩實時監測和控制方法以及系統，本發明基于膜片彈簧在大小端同時受載時的力學特性，利用汽車上的傳感器實時測量膜片彈簧的小端位移和小端作用力，可以實現實時監測離合器的摩擦轉矩的目的，還可以依據監測所得的摩擦轉矩實現對摩擦轉矩更為精確的控制。在摩擦轉矩控制過程中可以對當前摩擦轉矩和控制后的摩擦轉矩進行精確測量，確保了摩擦轉矩的控制效果，避免了控制黑箱系統或者灰箱系統時的各種問題。

技術領域

本發明涉及汽車自動控制技術領域，具體涉及一種干式離合器摩擦轉矩實時監測和控制方法。

背景技術

在汽車自動控制技術領域，離合器傳遞的摩擦轉矩是一個關鍵參數，離合器傳遞的摩擦轉矩對汽車的縱向沖擊度、離合器摩擦片的滑磨功和離合器摩擦片的溫度有直接關系。對離合器摩擦轉矩的測量和控制一直以來都是難點。目前對離合器摩擦轉矩的測量和控制主要通過兩種方法：第一種是通過電控發動機輸出的發動機名義轉矩以及發動機轉速進行的；第二種是直接利用實驗獲取的離合器分離軸承位移與離合器摩擦轉矩關系曲線進行的；第三種是利用膜片彈簧彈性特性、波形彈簧彈性特性以及離合器摩擦轉矩公式得到離合器的分離軸承位移與摩擦轉矩的關系，進而進行測量和控制。

通過電控發動機輸出的發動機名義轉矩以及發動機轉速進行對離合器摩擦轉矩的測量和控制，有兩個缺點：①只能在電控發動機上使用，使用范圍有局限。②摩擦轉矩的計算精度依賴于發動機的名義轉矩的精度，而發動機名義轉矩精度較低。發動機名義轉矩一般有兩種獲取方式：一種是通過發動機轉矩計算模型，在車上根據實時采集的各種參數計算出實時的發動機轉矩，缺點是計算精度低，存在很大的時間延遲；另一種是通過查表的方式，經過大量的發動機穩態實驗得到實時的發動機轉矩，缺點是發動機處于動態工作過程時誤差較大，采集數據表時要進行大量的測量工作。

直接利用臺架實驗獲取的離合器分離軸承位移——摩擦轉矩關系曲線監測摩擦轉矩。有兩個缺點：①監測的摩擦轉矩會受到摩擦片磨損的影響：當摩擦片磨損后，波形彈簧工作的初始位移會發生變化，進而導致離合器分離軸承位移——摩擦轉矩曲線發生變化，所以方案二只在經過標定的新車中較為精確，而當摩擦片磨損后，監測效果會減弱。②監測的摩擦轉矩會受到摩擦片溫度的影響：在摩擦片滑磨過程中，波形彈簧的溫度會發生變化，導致其彈性特性發生變化，進而使得離合器分離軸承位移——摩擦轉矩曲線發生變化，所以監測的摩擦轉矩的精度低。

利用膜片彈簧彈性特性、波形彈簧彈性特性以及離合器摩擦轉矩公式得到離合器的分離軸承位移與摩擦轉矩的關系，進而進行測量和控制，有三個缺點：①該方案僅僅考慮了波形彈簧的軸向彈性，忽略了離合器蓋、以及可能存在的傳動片的軸向彈性，由于離合器蓋與傳動片的剛度與波形彈簧處在同一數量級上，所以會導致摩擦轉矩的計算誤差。②監測的摩擦轉矩會受到摩擦片磨損的影響：當摩擦片磨損后，波形彈簧工作的初始位移會發生變化，進而導致離合器分離軸承位移——摩擦轉矩曲線發生變化，所以方案二只在經過標定的新車中較為精確，而當摩擦片磨損后，監測效果會減弱。③監測的摩擦轉矩會受到摩擦片溫度的影響：在摩擦片滑磨過程中，波形彈簧的溫度會發生變化，導致其彈性特性發生變化，進而使得離合器分離軸承位移——摩擦轉矩曲線發生變化，所以監測的摩擦轉矩的精度低。

發明內容

為了實現對干式AMT和干式DCT中摩擦轉矩的有效控制，克服摩擦轉矩的監測和控制過程中由于離合器摩擦片磨損和摩擦片溫度升高帶來的誤差，本發明基于膜片彈簧在大小端同時受載時的力學特性，利用汽車上的傳感器(或離合器執行機構)實時測量膜片彈簧的小端位移和小端作用力，可以實現實時監測離合器的摩擦轉矩的目的，還可以依據監測所得的摩擦轉矩實現對摩擦轉矩更為精確的控制。

本發明的目的是提供一種干式離合器摩擦轉矩實時監測和控制方法。

一種干式離合器摩擦轉矩實時監測方法，包括以下步驟：

(1)獲取膜片彈簧小端位移λ2和小端作用力F；